计算机仿真的一般方法.doc

计算机仿真的一般方法一、时域取样及频域取样对于任意信号S(t)：对于时间T是连续的 定义域（，+）计算机处理的信号S（kt）：对于时间T是离散的 定义域是有限域在计算机中如何处理一个无限域的、关于时间连续的任意信号S（t）？方法是首先对S（t）进行截短，截短区间为-T/2，+T/2，得到一个截短信号ST（t），然后再对ST（t）按时间间隔t均匀取样，得到N个样点值，N=T/t。用这N个样点值代表S（t）信号放到计算机中进行研究。 S（t） -T/2 0 T/2 t时域取样情况：取样截短S（t） ST（t） ST（kt）截短区间为：-T/2，T/2取样间隔：t，且有fH1/(2t)（显然，t越小，仿真的精度越高）对于频域信号的处理办法：先将频域连续的信号S（f）截短，截短区间定义为系统带宽-BS，+BS，将S（f）截短为ST（f）后再对其进行抽样，抽样间隔为f，得到N个样点值，N=2BS/f S（f） -Bs +Bs f ST（f） -Bs f +Bs f频域离散的信号对应到时域是一个周期信号，其周期为T=1/f不发生混叠失真的条件为： T2*（T/2） 即T1/f S（t） T/2 T为使频域取样点数N与时域取样点数N相等（便于我们研究问题），我们取1/f=T，这样一来，时域取样点数：N=T/t=1/(ft)（1/f=T）频域取样点数：N=2Bs/f=1/(ft)（Bs=1/2t） 所以：N= N=1/ft，在仿真系统中，一般取N为2的整数幂例：假如设计要求的系统带宽为1MHz，频域最小分辨率为10KHz。那么据此可求得N=2Bs/f=2106/10103=200，取。再重推其它参数 ，。二、频域分析：在系统仿真中，我们要研究的一个重要指标是信号的功率谱密度，功率谱密度的求法如下截短采样傅氏变换S（t） ST（t） ST（kt） ST（f）S（t）的能量：| ST（f）|2S（t）在截短时间内的功率谱：| ST（f）|2/TMATLAB中功率谱的求法：P=（S.*conj(S)）/T，其中，S为S（t）的傅氏变换，conj(S) 为S的共轭，则S.*conj(S)= | ST（f）|2三、随机信号的产生系统输出an输入an1、 随机码序列的产生1) 产生M个取值，1、0等概的随机码round(rand(1,M)rand(1,M)产生一个含有M个元素的行向量，每元素的取值范围为 0，1，round是四舍五入，变成0，1行向量2) 产生M个取值，+1、-1等概的随机码sign(randn(1,M)randn(1,M)产生一个含有M个元素的行向量，向量中的元素服从正态分布，sign取符号后变成+1，-1行向量等概的条件是M的取值足够大2、 高斯噪声的产生 n0/2 -Bs +Bs设高斯噪声限带为-Bs，Bs，双边功率谱密度为n0/2，则总能量为（n0/2）*（2Bs）=n0Bs若高斯噪声幅度为x，则，x2= n0Bs，所以，随机高斯噪声x=sqrt(n0* Bs)*randn(1,N) (N为取样点数)3、 产生数字基带信号的一般方法数字基带传输系统的框图 接收滤波信道波形形成基带码型编码信息源n（t）GR（）C（）GT（）输出码型译码再生判决即为PAM信号1） 首先产生一个随机码序列an，可用stem（an）2） 然后产生冲击序列imp，设总采样点数为N，码元数为M，每码元内采样点数为L，用一个窄脉冲代表imp，宽度为dt， x S= an=x*dt，则x=a/dt所以在一个码元内的L个样点值上，只能有一个样点值上有冲击，而其它样点值均为0，步长为L写成MATLAB语句的形式im